WTW能源使用的评估及FT柴油温室气体的排放外文翻译资料

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WTW能源使用的评估及FT柴油温室气体的排放

Michael Wang

交通研究中心

阿贡国家实验室

为Linda Bluestein而准备

美国能源部门能源效率及可再生能源办公室

2002年10月4日

（最终版本）

阿贡国家实验室为美国能源部科学实验室办公室，在W-31-109-Eng-38.合同中规定其隶属于芝加哥大学。

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目录

1.引言...............................................................................................................................................5

2.WTW能源的使用和FT柴油所排放的温室气体的结果...............................................5

2.1.燃料的选择和关键假设hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;5

2.2.PTW能源的使用和温室气体排放的计算hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;9

2.3.WTW能源的使用及温室气体排放的结果hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;10

致谢hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;17

参考文献 17

附录A 19

A.1分析方法 19

B.2.此项评估方法的详述 22

表格

表格1.石油和FT柴油生产中关键参数的概率分布函数hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;.7

表格2.公司特定的FT柴油的设施及FT柴油的特点hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;.8

表格3.GREET模拟的燃料特性参数值hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;..10

表格4.WTW的结果：传统的柴油、超低硫和FT柴油hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;13

图表

图1.WTW能源使用总量hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;..15

图2. WTW化石能源的使用hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;15

图3. WTW石油的使用hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;.16

图4. WTW温室气体的排放hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;..16

图A1.GREET模型中涉及到的WTW阶段的车辆/燃料系统hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;.19

图A2.与生产相关的活动中GREET能源和排放量的计算逻辑hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;.21

图A3. 与交通相关的活动中GREET能源和排放量的计算逻辑hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;22

图A4.基线石油柴油的WTP阶段hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;..23

图A5.美国石油燃料生产中石油从油田到炼油厂的运输物流hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;..23

图A6.美国柴油从石油炼油厂到加油站的运输物流hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;.24

图A7.FT柴油中WTP阶段hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;.25

图A8.非北美地区FT柴油到美国加油站的运输物流hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;26

2

注释

缩略语

ATR 自热转化

CD 传统柴油

CH₄ 甲烷

CI 压缩点火

CO 一氧化碳

CO₂ 二氧化碳

DOE 能源部

EPA 环境保护署

EPACT 能源政策法

FG 喷气

FT 费托合成

FTD 费托合成柴油

GHG 温室气体

GREET 运输中的温室气体，管制排放和能源利用

GWP 全球变暖趋势

H₂ 氢气

LHV 低热值

ULS 超低硫

ULSD 超低硫柴油

MTBE 甲基叔丁基醚

N₂O 一氧化二氮

NG 天然气

NNA 非北美

NO_x 氧化氮

OTT 交通运输技术办公室

P10 10%概率

P20 20%概率

P50 50%概率

P80 80%概率

P90 90%概率

PM₁₀ 直径为10微米或以下的颗粒物质

POX 部分氧化

PTW 从水泵到车轮

RFG 新配方汽油

S 硫

SA 脱机

SMR 甲烷蒸汽重整

SO_x 硫氧化物

syngas 合成气体

VOC 挥发性有机化合物

WTP 井泵

WTW 从油井到车轮

测量单位

^oC 摄氏度

Btu 英热单位

g 克

gal 加仑

kWh 千瓦时

mmBtu 百万英热单位

ppm 百万分之一

psi 磅/平方英寸

1.引言

天然气生产中间馏分燃料（NG）通过费托（FT）的过程中已被提出作为压燃式发动机（CI）发动机车辆的燃料。FT柴油可以帮助减少美国对进口石油的依赖。根据1992能源政策法案，美国能源部正在对指定用FT燃料作为发动机代用燃料的方案做出评估。作为本次评估的一部分，美国能源部已要求阿贡国家实验室的交通研究中心对WTW能源的使用做一项评估，同时将FT柴油与传统的发动机燃料（即石油柴油）所排放的温室气体进行对比。

为此项评估，我们应用交通运输中阿贡的温室气体，排放控制和能源使用模型来进行FT柴油与石油柴油的WTW的分析。评估的结果放在第二部分。附录A描述了用于评估的方法和假设。

2.WTW能源的使用和FT柴油的温室气体的排放结果

2.1 燃料的选择和关键假设

从油井道车轮的分析包括原料、燃料和车辆操作阶段。原料和燃料阶段一起被称为“well-to-pump”(WTP)或“上游”阶段,和车辆操作阶段叫做“pump-to-wheels”(PTW)或“下游”阶段。阿贡国家实验室发展GREET 模型来估计WTW能源使用及各种车辆技术和运输燃料的综合排放量。最新的GREET版本是beta版本(王2001),用来评估FT柴油能源和排放的影响。

由于潜在技术的改进和经济以及其他因素会影响某些技术的引入,我们在模拟未来的燃料生产中有许多不确定性。为解决这些不确定性,GREET1.6包含了蒙特卡罗模拟,我们可以用它来进行燃料生产的随机建模。蒙特卡洛模拟要求我们为关键输入参数建立概率函数，利用概率分布来生改善能源和排放结果。作为评估的一部分,我们利用了蒙特卡罗模拟来估算能源使用和基线石油汽油和柴油的排放量。

基线的柴油燃料。为进行对比,我们的评估包括石油柴油以及FT柴油。对于石油柴油,我们采用硫含量为350 ppm的传统柴油和硫含量15 ppm的超低硫柴油。美国环境保护署已采用了超低硫柴油的方案，要求从2006年开始实施。

表1展示的是用于GREET蒙特卡罗模拟的石油柴油的关键假设。表格中P20代表20%的概率，P50代表50%的概率，P80代表80%的概率。表中20%的概率值表示实际价值低于所给价值的可能性为20%，50%的概率值表示实际价值低于所给价值的可能性为50%，80%的概率值表示实际价值低于所给价值的可能性为80%。据统计，50%概率值表示给定的参数的平均值，20%概率值和80%概率值代表的是给定的参数的范围。表1列出了与能源效率相关的石油恢复的概率分布函数，同时为了之前的阿贡研究，将石油炼成柴油燃料这一研究已经形成。（见美国通用汽车公司等。2001）。

FT柴油生产的选择 FT柴油的生产分为三步:(1)合成气体的生产，（2）中间馏分油的合成，（3）产品的升级。FT反应是放热的，过程中会产生多余的蒸汽。这些蒸汽可以输入到周围的设施或用来发电。我们设计了三种类型的FT发电厂：无蒸汽或电力联产(独立的发电厂)、蒸汽热电联产和电力联产。

当前经济和已经提出的FT设施强烈建议将FT工厂设立于北美以外的地区。因此，我们用非北美地区天然气的生产来评估北美的FT柴油生产。从阿拉斯加北坡天然气区域生产的费托合成柴油的生产物流，如果那里有生产，将可能与非北美地区的气体类似。我们还将来自非北美地区的喷气资源作为一个技术上的可行的途径。我们意识到为FT柴油而生产的世界通用的喷气的总数将受到限制。此外,在几乎所有的情况下，相关的气体将被用来生产费托合成柴油或其他的产品，这些气体会突然爆发直到其被用来生产费托合成柴油或其他产品。但是这并不能证明气体会长时期爆炸。我们以喷气为基础生产的FT柴油仅仅是为了我们技术分析的完整性，它并不意味着我们认为大量的FT柴油将产自于喷气。

我们对FT柴油生产的假设主要体现在表格1.这些是假设基于文献中发布的数据，在通用汽车研究的阿贡部分的准备过程中石油公司的投入而形成的(通用汽车公司et al . 2001年)。数据是由提交了FT柴油请愿书到DOE的三个FT公司提供。正如表格1所体现的，FT设施中的碳的效率被定义为在天然气设施中所产生的碳源，由碳排放到天然气设施。碳效率是用来计算二氧化碳（二氧化碳）排放量的金融时报设施。请注意，在本报告中，能源效率和能源利用的结果是基于较低的燃料热值。

表1 石油和FT柴油生产中关键参数的概率分布函数

	参数假设
参数	P20b	P 剩余内容已隐藏，支付完成后下载完整资料 资料编号：[148261]，资料为PDF文档或Word文档，PDF文档可免费转换为Word